Когда мы смотрим на Млечный Путь в ночном небе, он представляется нам светящейся полосой из миллиардов звёзд. Но значительная часть того, что формирует облик нашей Галактики, остаётся скрытой от нашего зрения. А меж тем в кажущихся нам пустотах лежат огромные массы газа и пыли, которые все вместе учёные называют межзвёздным веществом. Именно оно играет ключевую роль в формировании новых звёзд и планет. Именно на его изучение направлена одна из крупнейших исследовательских программ будущего космического телескопа Nancy Grace Roman (телескоп имени Нэнси Грейс Роман, или просто "Роман"), запуск которого планируется не позднее мая 2027 года.
Обзор Галактики
Программа Galactic Plane Survey (Обзор плоскости Галактики) станет самым масштабным картированием звёздного диска Млечного Пути. Телескоп зафиксирует около 20 миллиардов звёзд, что почти в четыре раза больше, чем сегодня описано в базах данных. Каждый объект станет не просто точкой на карте. Он будет содержать в себе информацию о том, как свет звезды изменился, проходя через пылевые облака. Это позволит астрономам составить наиболее полную на сегодняшний день трёхмерную модель распределения пыли и газа в нашей Галактике.
Как объясняет астрофизик Кэтрин Цукер из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, впервые появится возможность уйти от представлений художников в изображении Млечного Пути к строгим его моделям, основанным на полученных данных от телескопа.
Как смотреть сквозь пыль
Главная трудность изучения Галактики заключается в том, что дальние её области скрыты тёмными облаками пыли. Это можно сравнить с попыткой рассмотреть улицу через окно дома, окружённого густым туманом. Однако телескоп "Роман" будет работать в инфракрасном диапазоне, что и позволит ему заглянуть за эти пылевые облака.
Известно, что свет от звёзд, по мере своего движения, рассеивается и становится слабее, переходя в красный спектр. Сравнивая измерения с известными характеристиками звёзд, астрономы смогут определить, насколько сильно свет изменился, и, следовательно, оценить свойства самих пылевых зёрен, то есть их размер и состав.
Учёный Брэндон Хенсли из Лаборатории реактивного движения НАСА отмечает, что анализируя, насколько краснее и слабее свет, зафиксированный телескопом, можно напрямую судить о физических свойствах пыли и процессах, происходящих в межзвёздной среде.
Межзвёздная пыль и происхождение звёзд
Межзвёздная среда не является статичной. Именно в её плотных участках, называемых молекулярными облаками, запускаются процессы рождения звёзд. Молодые светила, в свою очередь, излучают мощные потоки частиц, которые способствуют формированию планетного вещества. Таким образом, цикл превращения газа и пыли напрямую связан с эволюцией Галактики и с происхождением звёздных систем, включая нашу.
Как напоминает Джош Пик из Института космического телескопа в Балтиморе, «Земля сама по себе это гигантское сросшееся пылевое зерно». Поэтому исследование пыли, по сути, это исследование наших собственных космических корней.
Телескоп "Роман" позволит находить новые звёздные скопления в отдалённых регионах и сравнивать их с уже известными объектами, открытыми, например, с помощью телескопа "Спитцер".
Спиральная структура и галактические «пробки»
Одним из ключевых вопросов остаётся происхождение и роль спиральных рукавов Млечного Пути. Эти характерные структуры напоминают гигантские звёздные пробки, где звёзды и газ скапливаются в плотные области. Но стимулируют ли они образование новых звёзд или лишь собирают вещество в рукава? Этот вопрос до конца не понятен.
Новые трёхмерные карты пыли, объединённые с данными о движении звёзд, помогут сопоставить наблюдения с теоретическими моделями и приблизиться к его решению.
Наследие для будущих поколений
Все данные телескопа будут открыты для общественности через архивы Roman Research Nexus и Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes. Это означает, что к ним смогут обращаться не только нынешние исследователи, но и все рономы будущего. По словам Джоша Пика, «люди, которые ещё не родились, будут проводить свои исследования на основе этих данных».
Запуск телескопа планируется не позднее мая 2027 года, хотя команда рассматривает возможность старта уже осенью 2026-го.